魚の側線感覚細胞はせん断速度センサとなりうるか?

鱼侧线感觉细胞可以用作剪切率传感器吗？

• 批准号: 12878164
• 负责人: 佐藤 正明
• 金额: $ 0.45万
• 依托单位: Tohoku University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2000
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2000 至 2001
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-12878164/
• 关键词: せん断速度; 側線; 感覚細胞; バイオメカニクス; 有限要素法; 魚; メカノセンサ

魚類や円口類(ヤツメウナギなど)の体の両側にある側線は音を感じるセンサであることはよく知られている.また,このセンサは魚などのまわりの水の動きに反応しているのではないかという考えが提案されているが,このような観点からの研究例はほとんどない.もし,水の動きを感じることができるとすれば,流れのせん断応力あるいはせん断速度を計測可能なセンサとして利用可能になる.そこで,本研究では魚などの側線に存在する感覚細胞を取り出して培養し,流れ負荷の状態で魚の感覚細胞の特性を明らかにし,その応用についても議論することを目的とする.これまで報告されている感覚細胞を使った研究ではカジカが利用されているが,本研究ではカジカが入手困難のため金魚を使い,次の結果を得た.1.金魚の側線感覚細胞の存在する部位から組織を切り出し,Ca^<2+>,Mg^<2+>を含まないハンクス液にコラゲナーゼとエラスターゼを含む溶液を作製して,組織を処理した.種々の濃度の組み合わせにより検討した結果,最適の濃度を見いだし,側線感覚細胞を単離することができた.単離後,細胞活性をトリパンブルーにより観察したところ,特に強い傷害も受けていないことを確認した.2.感覚細胞を通常の細胞培養液中にて培養を試みたところ,2〜3日の培養は可能であるが,その後は急速に細胞活性を失っていくことを確認した.3.感覚細胞をゲル中に包埋してせん断応力を負荷する装置にセットし,流れ負荷をかける実験を試みたが,細胞の活動度を電極を用いて定量的に評価する計測までには至らなかった.今後はこの点を中心に検討を進める予定である.4. せん断応力負荷時の側線細胞の応答機構について有限要素法を用いて解析し,細胞内の変形と応力分布を得た.今後細胞内構造と応力分布の関係を検討する予定である.

The fish's mouth () and body ( A study on this topic was carried out. The water flow rate is measured by the flow rate and the flow rate. In this study, fish sensory cells were isolated and cultured in vitro. The characteristics of fish sensory cells were investigated. 1. The tissue was cut out from the site where the goldfish stone-sensitive cells existed, and the solution containing Ca^<2+>,Mg^<2 +> was prepared. The results of the study showed that the optimal concentration of the species was determined by the combination of concentration and concentration, and the optimal concentration was determined by the combination of concentration and concentration. After isolation, the cell activity was detected and confirmed. 2. The sensitive cells were cultured in normal cell culture medium, and the cell activity was confirmed after 2 to 3 days of culture. 3. The sensitive cells were embedded in normal cell culture medium. The measurement of cell activity was performed using a quantitative method. From now on, the center of the discussion will be determined. The finite element method was used to analyze the response mechanism of stone cells under stress load, and the shape and force distribution in cells were obtained. The relationship between intracellular structure and force distribution is discussed in the future.

项目成果

T.Ohashi: "Analysis of local mechamical properties of sheared endothelial cells measured by atomic force microscopy"Proc. ASME 2001 Summer Bioengineering Conference. BED-50. 159-160 (2001)

T.Ohashi：“通过原子力显微镜测量的剪切内皮细胞的局部机械特性分析”Proc。

D.L.Bader: "Deformation properties of articular chondrocytes : A critique of three separate techniques"Biorheology. (印刷中).

D.L.Bader：“关节软骨细胞的变形特性：对三种独立技术的批判”生物流变学（正在出版）。

大橋俊朗: "流体-構造連成解析による流れ負荷培養内皮細胞の構造最適化シミュレーション"日本数値流体力学会. (印刷中).

Toshiro Ohashi：“使用流体-结构相互作用分析对流动加载的培养内皮细胞进行结构优化模拟”日本计算流体动力学学会（正在出版）。

佐藤正明: "細胞のバイオレオロジー -細胞の形態を決定する構造因子は?-"日本バイオレオロジー学会誌. 15-2. 35-37 (2001)

Masaaki Sato：“细胞的生物流变学 - 决定细胞形态的结构因素是什么？”日本生物流变学会杂志 15-2（2001）。